KULIAH 1: PENGENALAN MENGENAI PENGUKURAN DAN INSTRUMENTASI Mochamad Safarudin Jurusan Teknik Mesin, STT Mandala 2014
KULIAH 1: PENGENALAN MENGENAI PENGUKURAN DAN INSTRUMENTASI
Mochamad Safarudin
Jurusan Teknik Mesin, STT Mandala
2014
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
2
� Pengukuran◦ Sebuah metode untuk memperoleh informasi
mengenai besaran fisik dari sebuah variabel
� Instrumentasi� Instrumentasi◦ Peralatan yang digunakan dalam pengukuran
3
� Besaran fisik: variabel seperti tekanan, temperatur, massa, panjang dsb
� Data: Informasi yang diperoleh dari sistempengukuran sebagai hasil dari pengukuranterhadap besaran fisik
Informasi: Data yang memiliki hubungan numerik� Informasi: Data yang memiliki hubungan numerikyang terkalibrasi terhadap besaran fisik
� Parameter: Besaran fisik dalam batas-batas(numerik) yang ditentukan.
4
Sistem
pengukuranProses
Input
Nilai sebenarnya
Output
Nilai yang terukur
5
measurand Sensor, pengkondisian sinyal, display manusia, sistem kontrol
pengukuran
Pengamatdari variabel
Nilai yang terukur
dari variabel
� Measurand: besaran fisik yang diukur.
� Kalibrasi: terdapat hubungan secara numerik dalamseluruh sistem instrumentasi dan berkaitan denganstandar nasional/internasional yang diakui
Terminologi
6
� Transduser: alat yang mengubah energi dari satubentuk ke bentuk lainnya
� Transduser elektronik: transduser yang mempunyaiinput atau output yang berbentuk sinyal listrik(misalnya: tegangan, arus listrik atau tahananlistrik).listrik).
� Sensor: transduser elektronik yang mengubahbesaran fisik menjadi sinyal listrik
� Aktuator: transduser elektronik yang mengubahsinyal listrik menjadi energi mekanik.
7
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
8
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
� Perbandingan langsung◦ Mudah dilakukan… ketepatan kurang� Contoh: mengukur panjang sebuah batang baja
� Perbandingan tak langsung◦ Sistem terkalibrasi; terdiri atas beberapa peralatan
untuk mengkonversi, memproses (diperkuat atauuntuk mengkonversi, memproses (diperkuat ataudisaring) dan ditampilkan sebagai output � Contoh: mengukur gaya dengan menggunakan strain
gage yang ditempel pada sebuah struktur
9
Struktur umum sistem pengukuran
Elemen
peraba
Elemen
pengkondisi
sinyal
Elemen
pemroses
sinyal
Elemen
presentasi
data
Input
Nilai
sebenarnya
Output
Nilai
terukur
� Tahap 1: elemen peraba misalnya strain gage
� Tahap 2: pengkondisian sinyal amplifier, filters, bridges� Tahap 3: penampilan/perekaman data misalnya printer,
rekorder,osiloskop, monitor
10
Struktur umum sistem pengukuran
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
11
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
� Instrumen aktif◦ Besaran yang diukur mengubah besaran dari sumber daya
dari luar
� Instrumen pasif◦ Output instrumen sepenuhnya dihasilkan dari besaran yang
diukurdiukur
12
� Contoh : indikator ketinggian bahan bakar jenis
pelampung
13
Rangkaian dieksitasi oleh
Sumber daya dari luar
(bateri/aki)
� Alat pengukur tekanan dengan piston
14
� Sebuah instrumen analog menghasilkanoutput yang bervariasi secara kontinu daribesaran yang diukur; contoh : termokopel
15
� Sebuah instrumen digital menghasilkanoutput yang bervariasi terputus-putus danjumlahnya terbatas; contoh pengitungputaran magnetik
16
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
17
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
� Untuk menentukan besaran fisik dalam jenis dan
besarnya
� Satuan pengukuran : standar pengukuran untuksetiap jenis besaran fisik
� Harus distandarkan oleh lembaga profesional� Harus distandarkan oleh lembaga profesionalsehingga ahli/insinyur dari segala bidang ilmu
dapat berkomunikasi satu sama lain
18
◦ Satuan dasar� Contoh meter (panjang), kilogram (massa), second
(waktu)
◦ Satuan turunan : semua satuan dapat dinyatakandalam satuan dasar� Contoh: volume dari suatu zat adalah proporsional� Contoh: volume dari suatu zat adalah proporsional
tehradap panjang (p), lebar (l) dan tinggi (t) atau V=pxlxt
� Jadi satuan turunan dari volume (V) adalah meter kubik (m3).
19
Quantity Unit Unit Symbol
Fundamental (Basic) Units
Length Meter mMass Kilogram kgTime Second sElectric current Ampere A
20
Electric current Ampere AThermodynamic temperature Kelvin KLuminous intensity Candela cdQuantity of substance Mole molSupplementary Units
Plane angle Radian radSolid angle Steradian srDerived Units
Area Square meter m2
Volume Cubic meter m3
Velocity Meter per second m/s
� Foot-pound-second (F.P.S.)
� Mil, yard etc
21
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
22
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
� Sebagai representasi fisik dari satuan pengukuran
� Digunakan untuk memperoleh nilai dari sifat-sifatfisik dengan metode perbandingan contoh:
◦ Satuan dasar massa dalam SI adalah kilogram, atau didefinisikan sebagai massa dari satudesimeter kubik air pada temperatur 4°C (massadesimeter kubik air pada temperatur 4°C (massajenis maksimum).
23
� Badan Standar Nasional (BSN)
� International Organization for Standardization (ISO)
� International Electrotechnical Commission (IEC)(IEC)
� American National Standards Institute (ANSI)
� Standards Council of Canada ( SCC)
� British Standards (BS)
24
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
25
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
Kalibrasi terdiri atas membandingkan output dari
instrumen/sensor yang diuji terhadap output dari
Instrument yang diketahui ketepatannya (ketepatan
Lebih tinggi) ketika diberikan input yang sama
(besaran yang diukur diberikan pada kedua instrumen)
Prosedur ini dilakukan untuk rentang ukur input yang mencakup
26
Prosedur ini dilakukan untuk rentang ukur input yang mencakup
Seluruh rentang ukur instrumen/sensor
Menjamin bahwa ketepatan ukur dari semua instrumen/sensor
Yang digunakan dalam sistem pengukuran dapat diketahui pada
Keseluruhan rentang ukur, di mana instrumen/sensor yang
dikalibrasi digunakan pada kondisi lingkungan yang sama dengan
Kondisi lingkungan saat dilakukan kalibrasi.
Kalibrasi iperbandingan antara
instrumen dengan :
1. Standar primer
2. Standar sekunder
3. Input yang diketahui
Contoh:
Fasilitias pengukuran
yang memiliki standar
berat
(contoh: BSN/KIM -LIPI)
27
Instrumen timbang
(contoh: BSN/KIM -LIPI)
Instrumen timbang
lain yang ketepatannya
lebih tinggi
Standar massa
� Aturan yang harus diikuti : standar kalibrasi haruspaling sedikit memiliki ketepatan 10 kali dariinstrumen yang dikalibrasi
� Dengan membuat beberapa input konstan, lalumemvariasikan input yang lain serta merekamoutput yang dihasilkan untuk memperolehoutput yang dihasilkan untuk memperolehhubungan statik input-output yang diinginkan.
28
� Definisi Pengukuran dan Instrumentasi
� Jenis-jenis pengukuran
� Jenis-jenis instrumentasi dalam pengukuran
� Satuan pengukuran
� Standar pengukuran
29
� Standar pengukuran
� Kalibrasi
� Aplikasi pengukuran dan instrumentasi
� Rumah Tangga◦ Termometer badan◦ Barometer◦ Jam
� Kendaraan darat◦ speedometer ◦ speedometer ◦ pengukur ketinggian bahan bakar
� Industri◦ Otomasi◦ Kontrol proses◦ Kontrol ketel uap
30
Karakteristik Statik dalam Pengukuran danInstrumentasi
Akhir kuliah1
31